Wat is een portaalsnijmachine en hoe werkt deze?

Basisuitleg over de portaalsnijmachine

In dit artikel wordt besproken wat een portaalsnijmachine is en hoe deze werkt

Definitie van 'portaal'

Een portaal ('gantry') wordt gedefinieerd als 'een constructie van diverse overspannende frames, als een brugvormig gedeelte van bepaalde kranen'. Met andere woorden, het is een structuur die een bepaald gebied overbrugt. Net als portaalkranen wordt het woord vaak gebruikt om te verwijzen naar een constructie die op wielen beweegt, vaak op een paar parallelle rails.

Waarom wordt een portaal gebruikt?

De meeste machines waarmee platte staalplaten worden gesneden, gebruiken een portaalconstructie omdat het een zeer eenvoudige manier is om snijbranders in een XY-coördinatensysteem te verplaatsen. Het railsysteem waarop de portaalconstructie rijdt, vormt één as, meestal de X-as. De portaalbrug zelf vormt de andere as, meestal de Y-as. Door elke as te motoriseren en tegelijkertijd de beweging van de twee assen te coördineren, kunt u een snijbrander verplaatsen in elk patroon dat nodig is om vormen uit stalen platen te snijden. Een portaalconstructie is dus geschikt voor het snijden van vormen met een CNC-machine (Computer Numerical Control - numerieke computerbesturing), die voornamelijk een XY-coördinatensysteem gebruikt voor het programmeren van delen.

Ontwerp van een portaalsnijmachine

Een portaalsnijmachine beweegt over de X-as met behulp van een railsysteem, dat op de vloer of op een voetstuk is gemonteerd of soms in de zijkant van een tafel is geïntegreerd. De rails zijn ontworpen om de machine nauwkeurig te laten bewegen en zijn sterk genoeg om het gewicht van de hele machine en alle daarop gemonteerde apparatuur te dragen. Afhankelijk van de grootte van de machine kunnen deze rails zo eenvoudig zijn als een kleine strook metaal, of zo complex als een recirculerend lineair railsysteem met kogellagers, of zo groot als een treinrail.

Een portaalsnijmachine heeft ook een soort geleidingssysteem in de Y-as, dat op de brugconstructie zelf is gemonteerd. Het geleidingssysteem voor de Y-as is meestal kleiner dan de rails voor de X-as, omdat het alleen het gewicht van een kleine wagen en snijgereedschap hoeft te dragen, niet het hele portaal. Portaalmachines kunnen één gereedschapswagen of meerdere gereedschapswagens hebben. Soms hebben de gereedschapswagens elk hun eigen aandrijfmotor die de wagens over de Y-as verplaatst, en soms zal er slechts één motor zijn die de Y-as aandrijft, en alle gereedschapswagens zijn verbonden door een stalen band, trekstang, staalkabel of soortgelijke mechanische voorziening.

Portaalmachines zijn in vele verschillende maten verkrijgbaar. Er zijn machines met een snijoppervlak van 0,6 x 0,6 m. Andere systemen kunnen een gebied bestrijken van maar liefst 30 m breed, met even lange railsystemen.

Machinetypes zonder portaal

Jaren geleden hadden de eerste vlamsnijmachines meestal alleen een uitkragende ligger ('cantilever'), waarbij foto-optische tracers werden gebruikt om lijnsjablonen te volgen. Een cantilevermachine heeft 2 rails op enige afstand van elkaar, maar de balk steekt aan één kant uit voorbij de rails, met een bewegende snijbranderbuis die de snijgereedschappen bevat. Sommige cantilevermodellen bestaan nog steeds. Naarmate CNC's en machines zich verder ontwikkelden, werden cantilevermachines echter grotendeels vervangen door portaalmachines.

Een andere constructie die vaak wordt gebruikt voor waterstraalmachines is de 'vliegende brug'. Een vliegende brug lijkt op een portaal waarvan een van de zijrails is weggelaten. In feite is het een cantilevermachine waarbij de twee rails heel dicht bij elkaar liggen, vaak gemonteerd op één stalen buis. Deze constructie vereist dat één rail het gewicht van bovenaf ondersteunt, terwijl de andere het koppel van het gewicht van de Y-asbalk tegengaat. De hoge belasting van de rails van een vliegende brug betekent meestal dat het lineaire precisierails met recirculerende kogellagers zijn. Sommige bedrijven hebben machines met een vliegende brug gebouwd voor thermisch snijden, maar ze zijn niet zo populair als portaalmachines.